Characterisation of MADS transcription factors complexes in gymnosperms and the origin of the flower | Caractérisation des complexes de facteur de transcription MADS chez les gymnospermes et l'origine de la fleur

International audience

إنجليزي. The flower is a major reproductive innovation in the seed plant lineage and how floral organs are produced has been extensively studied. The identity of floral organs is determined by the combinatorial activity of the MADS transcription factors (MTFs). One hypothesis concerning the origin of the flower is the modification of protein-protein interaction patterns and duplication events within this family during plant evolution. In angiosperms, MTFs are divided into classes A to E, and all floral organ development requires MADS tetramers with at least one class E MADS. For example, tetrads composed of class C/E MADS are required for the development of carpels. However, in gymnosperms, the sister clade of angiosperms in which reproductive organs are separated into conical structures, only class B and C MADS are present, with no class E identified to date in existing species. Despite preliminary data suggesting that tetramer formation in non-flowering plants could be independent of class E, the nature of functional MTF oligomers in gymnosperms is still largely unknown. Focusing on the development of female organs, our aim is to reveal the rules governing the formation and function of MADS complexes in gymnosperms, and to decipher the importance of the appearance of E in the origin of flowers. To this end, homologous C-class proteins from four species representing each gymnosperm subclass were analysed using a multi-scale approach including structural and biochemical studies and in planta complementation assays. Recent data on oligomerisation capacity, and DNAbinding activity, and functionality will be presented.

فرنسي. La fleur est une innovation reproductive majeure dans la lignée des plantes à graines et la manière dont les organes floraux sont produits a été largement étudiée. L'identité des organes floraux est déterminée par l'activité combinatoire des facteurs de transcription MADS (MTF). Une hypothèse concernant l'origine de la fleur est la modification des schémas d'interaction protéine-protéine et des événements de duplication au sein de cette famille au cours de l'évolution des plantes. Chez les angiospermes, les MTFs sont divisés en classes A à E, et tout développement d'organe floral nécessite des tétramères MADS avec au moins un MADS de classe E. Par exemple, les tétrades composées de MADS de classe A et de classe E sont des tétrades de classe A. Par exemple, les tétrades composées de MADS de classe C/E sont nécessaires au développement des carpelles. Cependant, chez les gymnospermes, le clade frère des angiospermes dans lequel les organes reproducteurs sont séparés en structures coniques, seules les MADS de classe B et C sont présentes, et aucune classe E n'a été identifiée à ce jour dans les espèces existantes. Malgré des données préliminaires suggérant que la formation de tétramères chez les plantes non florifères pourrait être indépendante de la classe E, la nature des oligomères MTF fonctionnels chez les gymnospermes est encore largement inconnue. En nous concentrant sur le développement des organes femelles, notre objectif est de révéler les règles régissant la formation et la fonction des complexes MADS chez les gymnospermes, et de décrypter l'importance de l'apparition de E dans l'origine des fleurs. Pour ce faire, des protéines homologues de classe C de quatre espèces représentant chaque sous-classe de gymnospermes ont été analysées en utilisant une approche multi-échelle comprenant des études structurales et biochimiques ainsi que des essais de complémentation in planta. Des données récentes sur la capacité d'oligomérisation, l'activité de liaison à l'ADN et la fonctionnalité seront présentées.